Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ответы_Коротаев.docx
Скачиваний:
5
Добавлен:
21.12.2018
Размер:
1.16 Mб
Скачать
  1. Матричные операции.

В однородных координатах точка представляется четырехмерным вектором [ x y z w ], где w = 1, а матрицы преобразований имеют размер 4×4.

Обобщенная матрица преобразования для трехмерного случая имеет вид:

Эта матрица состоит из четырех частей:

Матрица 3*3 меняет масштаб, осуществляет сдвиг и вращение изображения, 1*3 – перенос, 3*1 – преобразование в перспективе, 1*1 – общее изменение масштаба:

  1. изменение масштаба

(X,Y,Z,1)* = (AX, EY, JZ, 1).

  1. сдвиг

(X,Y,Z,1)* =(X+YD+HZ, BX+Y+IZ,CX+FY+Z,1).

3) вращение:

Ty= Tx=

Tz=

где T – вращение относительно указанной оси

4) пространственный перенос:

(X,Y,Z,1)* = (X+L, Y+M, Z+N, 1).

5) прямое проецирование

T=

6) центральное проецирование

z – расстояние до экрана.

  1. Методы обработки растровой графики. Эффекты и фильтры в растровой графике.

Существуют два типа обработки растровой графики: обработка пикселей без использования информации о соседних (поэлементная обработка) и с использованием.

БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ О СОСЕДНИХ ПИКСЕЛЯХ.

Пусть x(i, j) = xi j , y(i, j) = yi j - значения яркости исходного и получаемого после обработки изображений соответственно в точке кадра, имеющей декартовы координаты i и j.

Поэлементная обработка означает, что существует функциональная однозначная зависимость между этими яркостями

yi, j = fi, j (xi j ) .

  1. линейное контрастирование.

Предположим, что минимальная и максимальная яркости исходного изображения равны xmin и xmax соответственно.

При линейном контрастировании используется линейное поэлементное преобразование вида:

у = ax +b,

применяется если изображение засвечено или затемнено, но информация сохранилась.

  1. соляризация

Функция, описывающая данное преобразование, является квадратичной параболой, ее график приведён на рисунке.

Xmax/4

Смысл соляризации заключается в том, что участки исходного изображения, имеющие уровень белого или близкий к нему уровень яркости, после обработки имеют уровень черного. При этом сохраняют уровень черного и участки, имеющие его на исходном изображении. Уровень же белого на выходе приобретают участки, имеющие на входе средний уровень яркости (уровень серого).

  1. препарирование

Препарирование представляет собой целый класс поэлементных преобразований изображений. Характеристики применяемых на практике процедур препарирования приведены на рис.

а – бинарное квантование

б – яркостной срез

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИИ О СОСЕДНИХ ПИКСЕЛЯХ.

Работа эффектов и фильтров основана на преобразовании данного пикселя с использованием соседних пикселей.

Фильтры и спецэффекты представляют собой небольшие программы, выполняющие заранее установленную последовательность команд.

Работа фильтров и эффектов сводиться к работе с матрицей 3*3, которую называют ядром свертки.

Для преобразования каждого пикселя изображения необходимо выполнить следующие действия:

Шаг 1. Значение цвета пикселя умножается на число в центре ядра.

Шаг 2. На следующем шаге выполняется умножение восьми значений цветов пикселей, окружающих центральный пиксельь, на соответствующие им коэффициенты ядра с последующим суммированием всех девяти значений. В результате получается новое значение цвета преобразуемого пикселя.

Шаг 3. Для каждого пикселя изображения повторяется процесс, включающий выполнение шагов 1 и 2. Данную процедуру принято называть фильтрацией изображения.

Примеры:

Фильтр размывания

Все значения коэффициентов в ядре свертки положительны и их сумма равна 1.

За счет этого яркость не меняется, но происходит размывание.

Увеличение размывания достигается следующими способами: увеличение размеров ядра, повторная фильтрация, уменьшение коэффициента а22 и увеличение всех остальных.

Фильтр увеличения резкости

Все коэффициенты, кроме a22 отрицательные.

Фильтр теснения

вдавливает контуры в поверхность или выдавливает контура. Сумма коэффициентов в ядре равна 0. Это означает, что фоновым пикселям (пикселям, которые не находятся на границах перехода от одного цвета к другому) присваиваются нулевые значения, а не фоновым пикселям значения отличные от нуля. После того как пиксель обработан матрицей, к нему прибавляется значение 128.

Фильтр акварелизации

На первом шаге производится сглаживание цветов. Часто используется медианное сглаживание, при котором значение цвета пикселя и его 24 соседей сортируется по возрастанию. Центральному пикселю присваивается тринадцатое значение. На втором шаге производится обработка пикселей ядром резкости.